深井、复杂井钻井技术专场：

　　中国石油大学教授、长江学者高德利演讲——复杂结构井工程设计控制技术研究

　　我们国家剩余的油漆资源离开油气井是不行的，所以对剩余油气资源的开发也面临着技术的挑战。可以说面对这样一些剩余的油气资源，我们的尤其经也是复杂的，我把复杂的油气井分了几类，一个是斜井，还有深水、深层的，求有复杂结构井，实际上国际上包括SPE的峰会也讲大位移、深水、酸性气井等等，这都是容易出问题的井。复杂井型是我今天讲的重点，也有人认为现在的水平可以平均35%，提高10%就是全人类可以多用30年。但是这个能不能做到呢?关键是技术，技术里面首先讲到一个什么?先进的井型，还有一些举升系统高效的，还有井下的，包括海底的装置，油藏检测管理等等，还有三次才有，我们国家做得非常好的。在这个方面我们国家也很重视，国家油气重大专项立了一个课题就叫复杂结构井优化设置与控制关键技术。我们最近几年取得了一些进展，十一五的成果出了一本书，2011年出的。最近我又出了一本书是美国技术科学出版社，是也是钻完井的缄默和模拟，复杂的井型我想在座的很多专家也都是很熟悉的，我们从直井发展到定井，水平井还有大位移井，就是目标更远的一些。

　　全球的研究水平比如说我的井口，作业平台在这个地方画一个矩形，我们的钻头只在这个圈里面，这都是历史上的可能世界记录，很快就要破了。这里有一些现象，就是水平、直井等还是比较多的。当然还有很多方面的实际的驱动，如果我们把一个水垂比，就是水平和垂直之比画一条线，在这个区域的经是非常少的，这里有难度，还有实际驱动的问题，因为我们地球有六千多公里的半径，现在世界上最深的井也只打到1.2万千米，我们告诉也就是8408米。最早翻译成复杂结构井当时我还是做了这个国家的，当时的石油大会在中国召开。

　　像我们国家属于复杂井型类，像西江大位井，现在也是最大水平位移的。像流花也是依靠国际合作，完全是水平井开发的，这也是得了国家奖的。包括在惠州也是大位移的三维的水平井，也是做得比较成功的。包括在双分支的，在长北气田，效果也不错。

　　在复杂结构井工程设计方面有一些理论问题，我们怎么能够优化，这里头有一些问题。包括井眼的长度，工程成本，包括载荷等，要综合去优化，这方面我们有一些新的发展。包括安全性，包括方位的设计，都要考虑。如果考虑各项性，你水平延伸，安全性是不一样的。同样一个区块，方位可以是零到三百六十度设计，不同的方向是不一样的，这也是我们做的一个创新性的工作，就不细说了。

　　从井深结构设计方面，复杂井和通常的井是不一样的，差别很大，有些是相反的概念。现在包括渤海湾漏油以后还有一些其他的风险因素，包括浅层地质体的不完整也都要考虑，压力没有问题，钻井没有问题，但是浅层不完整漏油了，还有操作的水平。那么水平井和直井是不一样的，有些概念是相反的，比如说我们一层下深跟直井的概念不一样，我们说直井下一层的套管的深度是不要高过上一层的管套的，这个和多向流，环空压好是非常有关系了，这个方面做了一些工作。

　　复杂结构井的目标设计也是很难复杂的，也是油藏的设计。包括开发地质要考虑这些问题，对一些像分支水平井的结构参数的影响我们都做了一些研究。就是将来为这种井型的优化提供依据，包括完井，现在我们的低渗透和陈个常规都是压裂，因为不压裂出不了出来。那么压裂完井也有一些优化的问题，这些方面我们也取得了一些进展。

　　还有将来压裂的控制方面，在控制设计方面，我们不光是一个撕裂，就是长列，就是裂纹是有三种类型，我们至少要考虑到一、二型，出现三维的非平面的，这样我们处理人工和自然裂缝配合的问题，就是交而不是顺着走。

　　复杂结构井一个很关键的技术还是要让钻头沿着你设计的轨道，就是把井眼想放在什么位置放在什么为了，所以定向钻井很重要。包括现在技术信息发展很快，这是我们的技术模型，不多说了。

　　导向的控制方式现在有几种，一个是导向马达的滑动导向，还有使用的导向马达的符合钻井，还有一种自动的，还有像一些稳定器在井下可变，也可以提高效率。这种旋转导向有不同的方式，有推靠有指向式，我这里特别强调什么?就是我们的导向钻井术一定要和钻头匹配，匹配不好要出问题的，钻头有各项性。比如说推靠式的旋转导向工具一定和测向能力匹配，否则你的效果就很差。如果指向式就不一样了，可能是相反的。最近我也发表了一篇文章，在国外，这就是我们有一个例子，我们在南海的流花，就是推靠式的旋转导向工具，配上一个短脖颈，这是我参与的项目，一个单次先转四千多，这个叫海上勇士。实际上它是和钻具匹配的好，因为一个是力的机理，一个是指向的机理及，要求钻头要匹配。另外磨损等问题也特别多，特别大位移也有一个极限延伸的问题，磨损、滑动等都要考虑，底下还有失稳的问题，失稳了可能管柱作业很困难甚至没法作业，我们都做了大量的工作。包括各种的计算精度越来越高，我们也在很多地方，最近一年用了很多地方。

　　还有就是老井利用，死井符合，现在井越来越多，井从新到老，老井越来越多，老井利用，死井符合是未来一个很大的领域。在我们国家可以说这样的作业还是没有的，就是用这个打的比较远，还是没有。我们缺少核心的技术，就是底部钻井组合的东西，我们的石油与装备杂志这次参与组织，我统计了一下有超过四十万口的老井都可以测算，现在我们也在公关，就是小钻头，小马达，小控，包括牵引机构，小测量这些东西，这是我们缺的。现在我负责的课题正在攻关，取得了一些进展。

　　测算也不是很大的问题，但是它也在一直发展，这是一个现状了，这个也有很多的困难。最近这方面我们也取得了一些进展，就是从开床测钻，包括理论研究的工艺过程，最近写了文章在国外发表的，包括数值模拟，模拟包括开床过程的受力，扭矩这些。这个工作还在继续进行，我带着我的博士生还在继续研究这些工作。

　　还有一件事情就是比如说我们的双水平井，据说是在油里的开采里是最好的，这两个的荐举要精确控制，比如说现在克拉玛依的主要是靠双水平井，这个间距如果用传统的测量技术这个效果就没有了，所以必须研究，国外比我们研究还早，所谓的精确的探测技术，叫磁导向技术。这个方面我们也取得了进展，现在完全可以用了，现场已经用了18对了，春以后要大规模的应用这些东西。同时我们还在做防碰的东西，还有救援井的联通，这个也是没有的。比如说墨西哥湾那个漏油，最后就是靠钻井把它联通，怎么联通?探测要首先有，这个很难的，过去打定向井画一个半径打那个圈就行了，这个不行，这个要打到眼上，包括防碰，以后的井越来越密，这些工作都取得了管写进展。这个地方已经获得了九项发明专利，包括探测方面，包括联通其他的一些，我们都可以已经实现产业化了。

　　那么在联通方面，救援井的联通，这就是墨西哥湾，当时打了一口救援井和它联通，这个关键你要精确探测，我们在这方面取得比较好的进展，已经做了模拟实验了，在国外也发表了文章，有些技术还是要保密的。这就是我们做的一些实验，我就不细说了，时间关系。

　　刚才李教授都讲了压裂了，压裂一般是水平井希望沿着最小的打，因为裂缝容易在最大的地方张开，这是国外的图了。控制上来讲最好把人工裂缝和自然裂缝相交而不是顺着，这是一个难题，世界上来说也是难题，真正做到这一点不容易。包括压裂，有一种说法，你这个压裂弄进去出来很多，大部分都出来了也是个问题，反排的适量也是评价一个井成功与否的东西，当然还是一个谜，还没有解决好，包括一些压裂的工具。简单讲这么多，总体来说我们采用先进的井型可以实现对油气储存的最佳保护，保护也很重要，我这里没有讲，我们做了很多的工作。加上后期的生产改造，像压裂的一些工作，协同更紧，这个国际上也有这样一个思路，像低于渗透、非常规等油气资源的高效开发，应该是先进的井型受到青睐，对定向钻井的要求就更高了，这方面也是受到国家的重视，取得了一些进展，就说这些，谢谢大家。